(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラと従動ローラとに掛架され、感光体に形成されたトナー像が一次転写されて該トナー像を搬送させる無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルトの緩み側の中途部と係合され前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を記録シートへ二次転写させる二次転写部と、
前記中間転写ベルトの緩み側で、前記駆動ローラと前記二次転写部との間に位置した前記中間転写ベルトを、ベルト裏面側から外方に付勢させて前記中間転写ベルトに張力を付与させるテンション部と、
を備えてなる画像形成装置において、
前記駆動ローラと前記テンション部との間のベルト表面側に設けられ、前記中間転写ベルトに一次転写された各色の前記トナー像を読み取って位置調整に用いる位置合わせ検知センサ、または、前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を読み取って該トナー像の濃度調整に用いる濃度測定センサ、または、前記検知センサ及び前記濃度測定センサと、
前記検知センサ、または、前記濃度測定センサ、または、前記検知センサ及び前記濃度測定センサと前記中間転写ベルトを挟んで設けられ、ベルト裏面側から外方に付勢させて前記中間転写ベルトに張力を付与させながら従動回転されるセンサ対向ローラと、
を備え、
前記テンション部は、前記中間転写ベルトに圧接され、短繊維を植毛させた押圧部材を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カラー画像を記録シートに印刷する装置として、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、例えば、駆動ローラと従動ローラとに掛架された無端状の中間転写ベルトと、その中間転写ベルトの張り側に沿うように並設された感光体と、その感光体に周囲に設けられその感光体に潜像及びトナー像を形成させる画像形成部と、感光体上に形成された夫々の色（例えば４色分解の各色）のトナー像を中間転写ベルトに一次転写させる一次転写部と、中間転写ベルトの緩み側に設けられ順次一次転写されて中間転写ベルト上に合成されたカラートナー像を上述した記録シートに二次転写させる二次転写部とを備えて構成されたものがある。
さらに、上述した構成のうち、二次転写部は、中間転写ベルトを挟んで外側に配設された二次転写ローラと内側に配設された支持ローラとを備えたものや（例えば特許文献１参照）、中間転写ベルトと係合するように一対のローラに掛架させた二次転写ベルトを備えたもの（例えば特許文献２参照）等がある。
【特許文献１】特開２００２−２４４３９１公報
【特許文献２】特開２００６−２５９３１２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置は以下の問題点を有していた。
すなわち、温度変化による駆動系の各構成部材の熱膨張・熱収縮によって、時として、二次転写部（二次転写ローラ、または二次転写ベルト）の表面速度が駆動ローラの表面速度より遅くなり、その結果、二次転写部と駆動ローラとの間に位置した中間転写ベルトが二次転写部近傍で弛んだり、中間転写ベルトと駆動ローラとの掛合部に微小間隙ができて駆動ローラと中間転写ベルトがスリップ（あるいは二次転写ローラと中間転写ベルトとがスリップ）したりする恐れがあった。
例えば、二次転写ローラの材質をアルミニウム＋表層に１０〜１００μｍのウレタンゴムを設けたものとすると、温度変化により、０．１％程度の伸びが生じる（０℃〜４０℃で実験）。この場合、中間転写、二次転写の両方を考慮すると最大で０．１×２＝０．２％の速度差が生じることになる。
仮に、二次転写部と駆動ローラとの間に位置した中間転写ベルトが、速度差等により、二次転写部近傍で弛んでしまうと、図１０に示すように、二次転写部２２近傍の構成部材、例えば、二次転写前ガイドｍ１に中間転写ベルト１０上のトナー像が接触して画像がこすれてしまい、画像品質の低下に繋がってしまう。また、駆動ローラ１４と中間転写ベルト１０がスリップすれば、当然のことながら、ベルト送りに大きな誤差が生じて、上述と同様に、画像品質の低下に繋がってしまう（なお、図１０は誇張表現している）。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記技術課題を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる画像形成装置は、駆動ローラと従動ローラとに掛架され、感光体に形成されたトナー像が一次転写されて該トナー像を搬送させる無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトの緩み側の中途部と係合され前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を記録シートへ二次転写させる二次転写部と、前記中間転写ベルトの緩み側で、前記駆動ローラと前記二次転写部との間に位置した前記中間転写ベルトを、ベルト裏面側から外方に付勢させて前記中間転写ベルトに張力を付与させるテンション部と、を備えてなる画像形成装置において、前記駆動ローラと前記テンション部との間のベルト表面側に設けられ、前記中間転写ベルトに一次転写された各色の前記トナー像を読み取って位置調整に用いる位置合わせ検知センサ、または、前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を読み取って該トナー像の濃度調整に用いる濃度測定センサ、または、前記検知センサ及び前記濃度測定センサと、前記検知センサ、または、前記濃度測定センサ、または、前記検知センサ及び前記濃度測定センサと前記中間転写ベルトを挟んで設けられ、ベルト裏面側から外方に付勢させて前記中間転写ベルトに張力を付与させながら従動回転されるセンサ対向ローラと、を備え、前記テンション部は、前記中間転写ベルトに圧接され、短繊維を植毛させた押圧部材を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、テンション部が、中間転写ベルトの緩み側で、駆動ローラと二次転写部との間に位置した中間転写ベルトをベルト裏面側から外方に付勢し張力を付与して、温度変化による駆動系の各構成部材の熱膨張・熱収縮を起因とした中間転写ベルトと駆動ローラとの掛合部のスリップを防止すると共に、二次転写部と駆動ローラとの間に位置した中間転写ベルトの二次転写部近傍でのベルト弛みを防止するから、そのスリップやベルト弛みを起因とした画像品質の低下の恐れを払拭できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態にかかる画像形成装置を備えた画像形成システムの概略を説明し、本発明の要部であるテンション部廻りは後述する。
画像形成システムは、画像形成装置１００と、それを載せる給紙テーブル２００と、画像形成装置１００上に取り付けるスキャナ３００と、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えて構成される。
画像形成装置１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設けられている。図１に示すように、図示例では、３つのローラ、すなわち、図中、右方に設けられた駆動ローラ１４と、その駆動ローラと水平対向するように図中左方に設けられた従動ローラ１５と、その従動ローラ１５と駆動ローラ１４の略中間部で且つ下方に設けられた支持ローラ１６とに掛架されて、図中、時計回りに回転可能になっている。なお、駆動ローラ１４が時計回りに回転することから、中間転写ベルト１０のベルト上側は「張り側」、中間転写ベルト１０のベルト下側は「緩み側」となる。
この図示例では、３つのうち、第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング部１７が設けられている。
また、３つのうちの、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロの４つの画像形成部１８が横一列に配置されて、タンデム画像形成部２０が構成されている。
【００１１】
そのタンデム画像形成部２０の上には、図１に示すように、露光部２１が設けられている。一方、中間転写ベルト１０をはさんでタンデム画像形成部２０と反対の側には、二次転写部２２を備えられている。二次転写部２２は、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置した二次転写ローラ２２ａを備え、中間転写ベルト１０上の画像を記録シートに転写するようになっている。
二次転写部２２の左横には、２つのローラ２３間に、無端ベルトである搬送ベルト２４を掛け渡して構成した記録シート搬送部が設けられている。
さらに、その記録シート搬送部の左横には、記録シート上の転写画像を熱と圧力で定着させる定着部２５が設けられている。この定着部２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成になっている。
なお、図示例では、このような二次転写部２２および定着部２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、記録シートの両面に画像を記録すべく記録シートを反転する記録シート反転装置２８が備えられている。
【００１２】
さて、いまこの画像形成システムを用いて複写をとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで駆動ローラ１４が回転し、それに伴い、従動ローラ１５と支持ローラ１６とが従動回転し、中間転写ベルト１０が回転動する。同時に、個々の画像形成部１８でその感光体４０を回転して、各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色トナー画像を形成する。
そして、中間転写ベルト１０の回転動とともに、中間転写ベルト１０を挟んで各感光体４０に対応して設けた一時転写ローラ６２により、それらの単色トナー画像を中間転写ベルト１０上に順次一次転写して、その中間転写ベルト１０上に合成カラートナー画像を形成する。
【００１３】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから記録シートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の記録シートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラートナー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写部２２との間に記録シートを送り込み、二次転写部２２で転写して記録シート上にカラートナー画像を二次転写する。
二次転写後の記録シートは、記録シート搬送部で搬送して定着部２５へと送り込み、定着部２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えて記録シート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写装置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は中間転写ベルトクリーニング部１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０によるサイドの画像形成に備える。
【００１４】
次に本発明の要部であるテンション部Ａ廻りについて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかるテンション部Ａは、図２に示すように、中間転写ベルト１０の緩み側で、駆動ローラ１４と二次転写ローラ２２ａとの間に位置した中間転写ベルト１０の略中央位置または駆動ローラ１４寄りの所要位置を、基部が機枠等に固定された圧縮スプリング７１を介してベルト裏面側から外方に付勢させる従動回転可能なサブテンションローラ７０（テンションローラ）を備えて構成されている。
なお、図２に示すように、中間転写ベルト１０に一次転写された各色のトナー像を読み取って位置調整に用いる位置合わせ検知センサ７２、または、トナー像の濃度調整に用いる濃度測定センサ７２（または双方のセンサ７２）を、テンション部Ａと駆動ローラ１４との間に設け、中間転写ベルト１０を挟んで、そのセンサ７２と対向した位置に、中間転写ベルト１０の振れを防止させるセンサ対向ローラ７３を設けても良い。なお、トナー像の濃度調整（例えば、特開２００４−２７９６６４公報）や位置調整（例えば、特開２００５−３１２２７）に係る技術は公知であり、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
また、上述したテンション部Ａとは別に、中間転写ベルト１０の緩み側で、二次転写ローラ２２ａと従動ローラ１５との間に位置した中間転写ベルト１０を、そのベルト表面側から内方に付勢させて中間転写ベルト１０に張力を付与させる第二のテンション部Ｂが設けられている。この第二のテンション部Ｂは、基部が機枠等に固定された圧縮スプリング７４を介してベルト表面側から内方に付勢させる従動回転可能なメインテンションローラ７５を備えて構成されており、中間転写ベルト１０全体の張架状態を調整するようになっている。
以上のように構成された実施の形態１にかかるテンション部Ａは、サブテンションローラ７０が、中間転写ベルト１０の回転移動に伴って従動回転しながら、かかる部位を付勢することで、駆動ローラ１４と二次転写ローラ２２ａとの間に位置した中間転写ベルト１０を付勢し張力を付与して、温度変化による駆動系の各構成部材の熱膨張・熱収縮を起因とした中間転写ベルト１０と駆動ローラ１４との掛合部１０ａのスリップを防止すると共に、二次転写部２２と駆動ローラ１４との間に位置した中間転写ベルト１０の二次転写部２２近傍でのベルト弛みを防止するから、そのスリップやベルト弛みを起因とした画像品質の低下の恐れを払拭できる。
【００１６】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかるテンション部Ａは、図３に示すように、実施の形態１で例示したサブテンションローラ７０の代わりに短繊維を植毛したブロック状の押圧部材７６にした例である。この場合も、基部が機枠等に固定された圧縮スプリング７７を介して設けることが好ましい。この実施の形態２によるテンション部Ａは、回転せず固定されているため、サブテンションローラ７０のフレ、回転振動による張力のムラが発生せず、張力を安定させることができる。
（実施の形態３）
実施の形態３にかかるテンション部Ａは、図４に示すように、実施の形態１で例示したセンサ対向ローラ７３を、中間転写ベルト１０の振れ防止のみならず、基部が機枠等に固定された圧縮スプリング７８を介してベルト裏面側から外方に積極的に付勢させるサブテンションローラとした例であり、かかる構成部は、実質的に実施の形態１と同じであるため、その詳細な説明は省略する。この場合、部品点数の削減が期待できる。なお、実施の形態３では、実施の形態１で例示した本来のサブテンションローラ７０を設けていない構成になっているが、夫々独立して設ける構成にしても良い。
次に実施の形態４〜７を、順を追って説明するが、この実施の形態４〜７は、実施の形態１で例示した各構成部に対し、摩擦係数や張力などの力学的な条件を加味させた例である。
【００１７】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかるテンション部Ａ廻りは、図５に示すように、
Ｔ２＜Ｔ１−Ｐ１・（μ１・Ｒ１）／９０
の関係を有するように構成されている。
ここで、
Ｔ１：第二のテンション部Ｂ（メインテンションローラ７５）によって中間転写ベルト１０に加わる張力
Ｔ２：テンション部Ａ（７５サブテンションローラ７０）によって中間転写ベルト１０に加わる張力
Ｐ１：二次転写ローラ２２ａと中間転写ベルト１０の接触部分に加わる荷重
Ｒ１：二次転写ローラ２２ａと中間転写ベルト１０の巻きつけ角度
μ１：二次転写ローラ２２ａ表面と中間転写ベルト１０の摩擦係数（オイラーベルト式により測定）
【００１８】
オイラーベルト式によって測定される摩擦係数μ１は、図６に示すように、サンプルローラとの巻きつけ角度を９０°とした場合の摩擦係数である。よって二次転写ローラ２２ａと中間転写ベルト１０の接触部分の摩擦係数は（μ１・Ｒ１）／９０となる。
また、Ｔ１＝４０Ｎ、Ｐ１＝５０Ｎ、μ１＝０．３、Ｒ１＝１０°とした場合に、Ｔ２を１０、２０、３０、４０、５０と振っていった場合の二次転写ローラ２２ａでのスリップの有無の関係（実験結果）を図７に示す。
Ｔ２＜Ｔ１−Ｐ１・（μ１・Ｒ１）／９０
に値を代入すると
Ｔ２＜３８．３３
となる。
図７の結果よりＴ２＝１０、２０、３０の場合にはスリップは発生しない。よって、Ｔ２＜Ｔ１−Ｐ１・（μ１・Ｒ１）／９０の関係を有する構成にすることで、二次転写ローラ２２ａでのスリップを防止することができる。
【００１９】
（実施の形態５）
実施の形態５にかかるテンション部Ａ廻りは、図５に示すように、
Ｔ２＜Ｐ２・（μ２・Ｒ２）／９０
の関係を有するように構成されている。
ここで、
Ｔ２：テンション部Ａによって中間転写ベルト１０に加わる張力
Ｐ２：駆動ローラ１４と中間転写ベルト１０の接触部分に加わる荷重
Ｒ２：駆動ローラ１４と中間転写ベルト１０の巻きつけ角度
μ２：駆動ローラ１４表面と中間転写ベルト１０の摩擦係数（オイラーベルト式により測定）
Ｐ２＝５０Ｎ、Ｒ２＝１３０°、μ２＝０．８とした場合に、Ｔ２を２０、３０、４０、５０、６０と振っていった場合の駆動ローラ１４でのスリップの有無の関係（実験結果）を図８に示す。
図８の結果よりＴ２＝２０、３０、４０、５０の場合にはスリップは発生しない。よって、Ｔ２＜Ｐ２・（μ２・Ｒ２）／９０の関係を有する構成にすることで、駆動ローラ１４でのスリップを防止することができる。
【００２０】
（実施の形態６）
実施の形態６にかかるテンション部Ａ廻りは、図５に示すように、
Ｐ３・（μ３・Ｒ３）／９０＜Ｐ１・（μ１・Ｒ１）／９０
かつ
Ｐ３・（μ３・Ｒ３）／９０＜Ｐ２・（μ２・Ｒ２）／９０
の関係を有するように構成されている。
ここで、
Ｐ１：二次転写ローラ２２ａと中間転写ベルト１０の接触部分に加わる荷重
Ｒ１：二次転写ローラ２２ａと中間転写ベルト１０の巻きつけ角度
μ１：二次転写ローラ２２ａ表面と中間転写ベルト１０の摩擦係数（オイラーベルト式により測定）
Ｐ２：駆動ローラ１４と中間転写ベルト１０の接触部分に加わる荷重
Ｒ２：駆動ローラ１４と中間転写ベルト１０の巻きつけ角度
μ２：駆動ローラ１４表面と中間転写ベルト１０の摩擦係数（オイラーベルト式により測定）
Ｐ３：テンション部Ａと中間転写ベルト１０の接触部分に加わる荷重
Ｒ３：テンション部Ａと中間転写ベルト１０の巻きつけ角度
μ３：テンション部Ａと中間転写ベルト１０の摩擦係数（オイラーベルト式により測定）
【００２１】
Ｐ１＝５０Ｎ、μ１＝０．３、Ｒ１＝１０°、Ｐ２＝５０Ｎ、Ｒ２＝１３０°、μ２＝０．８、μ３＝０．8、Ｒ３＝１０°とした場合に、Ｐ３を１０、２０、３０、４０、５０と振っていった場合の、二次転写ローラ２２ａ及び、駆動ローラ１４でのスリップの有無の関係を図９（実験結果）に示す。
図９の結果よりＰ３＝１０の場合には二次転写ローラ２２ａ及び駆動ローラ１４にてスリップは発生しない。よって、上述した式の関係を有する構成にすることで、テンション部Ａにおける摩擦力によって駆動ローラ１４と中間転写ベルト１０がスリップするという問題と、二次転写ローラ２２ａと中間転写ベルト１０がスリップするという問題を防止することができる。
【００２２】
（実施の形態７）
実施の形態７にかかるテンション部Ａ廻りは、図５に示すように、
Ｔ２＜Ｔ１−Ｐ１・（μ１・Ｒ１）／９０
かつ
Ｔ２＜Ｐ２・（μ２・Ｒ２）／９０
かつ
Ｐ３・（μ３・Ｒ３）／９０＜Ｐ１・（μ１・Ｒ１）／９０
かつ
Ｐ３・（μ３・Ｒ３）／９０＜Ｐ２・（μ２・Ｒ２）／９０
の関係を有するように構成されている。
Ｔ１＝４０Ｎ、Ｐ１＝５０Ｎ、μ１＝０．３、Ｒ１＝１０°、Ｐ２＝５０Ｎ、Ｒ２＝１３０°、μ２＝０．８、μ３＝０．8、Ｒ３＝１０°とした場合に、Ｔ２＝１０、２０、３０、４０、５０、６０、Ｐ３＝１０、２０、３０、４０、５０と振っていった場合に、図７〜図９より、Ｔ２＝１０、２０、３０、Ｐ３＝１０の場合に二次転写ローラ２２ａ、駆動ローラ１４でのスリップは発生しない。よって、上述した式の関係を有する構成にすることで、テンション部Ａでの張力及び摩擦力による二次転写ローラ２２ａと駆動ローラ１４での中間転写ベルト１０のスリップを防止することができる。
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態にかかる画像形成装置の概略図である。
【図２】実施の形態１にかかるテンション部廻りの模式図である。
【図３】実施の形態２にかかるテンション部廻りの模式図である。
【図４】実施の形態３にかかるテンション部廻りの模式図である。
【図５】実施の形態４〜７にかかるテンション部廻りの模式図である。
【図６】オイラーベルト式摩擦力測定方法を示した説明図である。
【図７】二次転写ローラと中間転写ベルトとのスリップの関係を示した表である。
【図８】駆動ローラと中間転写ベルトとのスリップの関係を示した表である。
【図９】二次転写ローラ及び駆動ローラにおけるスリップの関係を示した表である。
【図１０】従来のテンション部廻りの模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ  テンション部、Ｂ  第二のテンション部、１０  中間転写ベルト、１０ａ  掛合部、１４  駆動ローラ、１５  従動ローラ、１６  支持ローラ、２２ａ  二次転写ローラ、７０  サブテンションローラ、７１  圧縮スプリング、７２  位置合わせ検知センサ、濃度測定センサ、７３  センサ対向ローラ、７４  圧縮スプリング、７５  メインテンションローラ、７６  押圧部材、７７  圧縮スプリング、７８  圧縮スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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